Рама и монтаж
Правильный монтаж металлощнструкций ленточного конвейера важен для упрощения эксплуатации и затрат на профилактический ремонт в будущем.
Конвейеры с желобчатыми опорами обычно собирают на месте. Если изготовитель поставляет предварительно собранный конвейер, то особое внимание должно быть уделено монтажу отдельных узлов в точно такой же последовательности, как на заводе. Если получены отдельные узлы, то особое внимание необходимо обратить на обеспечение соосности.
Основная рама должна быть собрана так, чтобы несущие опорные элементы находились в одной плоскости. Шкивы и ролики должны быть перпендикулярны к оси конвейера.
Опора конвейерной ленты
Роликоопоры и их шаг. Между приводным и неприводным барабанами лента поддерживается роликоопорами. Обычно верхняя ветвь является грузовой, или рабочей, частью, тогда/как нижняя ветвь считается обратной частью ленты. Верхняя/ветвь ленты может иметь плоскую или желобчатую форму. Плоские ленты с прямыми роликоопорами играют второстепенную роль при транспортировании зерна. Их используют только на коротких ленточных конвейерах и при необходимости разгрузки конвейера в любой точке по всей его длине с применением скребкового или плужкового сбрасывателей. Этот метод разгрузки не рекомендуется вследствие повышенного износа ленты.
Желобчатые роликоопоры обычно предпочтительнее вследствие того, что они выдерживают большую нагрузку при той же скорости ленты, при этом снижается риск просыпания продукта, уменьшается контакт продукта с воздухом и количество выделяемой пыли. Задача роликоопоры — поддерживать ленту с минимальным трением и сохранять желобчатую форму без излишнего напряжения и износа. Угол желоба не должен быть слишком большим во избежание излишней поперечной жесткости или снижения изгибающей способности ленты.
В зависимости от эластичности конвейерной ленты считается, что максимальный угол наклона роликов должен быть 50°. Если этот угол слишком большой в соответствии с характеристиками ленты, то она не будет полностью касаться роликов, особенно когда конвейер работает вхолостую. Желобчатые роликоопоры производятся в основном с тремя углами наклона — 20, 35 и 45°.
Показана двухроликовая желобчатая опора с консольно закрепленными роликами для узких лент с ограниченной производительностью. Путем увеличения угла наклона роликов (45°) в сочетании со специальной лентой образуется желоб, который иногда используют в ветреных местах.
Показана трехроликовая желобчатая опора с консольными роликами одинаковой длины, наклоненными под углом 30°, для более широких лент, характеризующихся повышенной транспортирующей способностью. Как правило, конфигурации с боковыми консольными роликами, имеющими опору с одной стороны, хуже. Желобчатая роликоопора с наружными роликами под углом 45° допускает (при той же ширине ленты) значительно большую нагрузку на единицу поперечного сечения при приблизительно такой же стоимости. Последующие конфигурации желобчатых роликоопор предназначены для увеличения нагрузки и более полного использования площади ленты. Сочетание более короткого среднего ролика или большего угла их наклона теоретически приводит к более высокой производительности транспорта.
Наряду с описанными роликоопорами известны и другие, которые можно устанавливать со специальными лентами, имеющими эластичные зоны перегиба. Обычно для грузовой и обратной ветвей конвейерной ленты выбирают одинаковый тип роликов. Только длина роликов бывает различной; диаметр роликов, поддерживающих обратную ветвь, может быть несколько меньше, чем на грузовой ветви.
Загрязненная сторона конвейерной ленты, всегда проходящая над роликами обратной ветви, создает проблемы. Влажная или липкая пыль, которая прилипает к конвейерной ленте после разгрузки сыпучего продукта, может прилипать и накапливаться на роликах, поддерживающих обратную ветвь.
Это нарушает центрирование конвейерной ленты и вызывает ее перекос. Иногда диаметр роликов возрастает настолько, что конвейер останавливается. Наибольшее налипание отмечается на роликах, поддерживающих обратную ветвь вблизи разгрузочного барабана, и уменьшается в направлении концевого барабана. Необходимо принимать меры, ограничивающие налипание продукта и пыли.
Помимо плоских роликов, промышленность поставляет также и другие типы, которые применяют в особых случаях. Обычно эти специальные ролики снабжены жестко закрепленными стальными, резиновыми или пластмассовыми кольцами. Они застрахованы против любого смещения прокладками. Можно рассмотреть несколько типов колец:
дисковые кольца, которые представляют собой обычные кольца, устанавливаемые на плоском ролике;
центрирующие кольца, которые используются в сочетании с дисковыми кольцами и предотвращают перекос конвейерной ленты; эти кольца могут быть левосторонними и правосторонними;
профилированные кольца, которые состоят из профильной стальной решетки, приваренной к плоским роликам; это дорогое исполнение, которое не всегда дает лучшие результаты.
Расстояние между роликоопорами в значительной степени влияет на правильное расположение конвейерной ленты на роликоопорах. Исследования показали, что неправильно выбранное расстояние между роликоопорами может вызвать смещение конвейерной ленты в вертикальном и горизонтальном (провисание) направлениях, таким образом увеличивая трение и уменьшая эффективную мощность электродвигателя. Из-за смещения конвейерной ленты и продукта в вертикальном и горизонтальном направлениях потребляемая мощность также превысит расчетную. Расстояние между роликоопорами определяется номинальной нагрузкой на роликоопору или несущей способностью каждой роликоопоры, провисанием конвейерной ленты между роликоопорами, натяжением и скоростью ленты. Если расстояние между роликоопорами слишком велико, массы конвейерной ленты и продукта, приходящиеся на каждую роликоопору, возрастут. Поэтому чем тяжелее продукт и шире конвейерная лента, тем меньше должно быть расстояние между роликоопорами на рабочей ветви.
Провисание конвейерной ленты между роликоопорами не должно превышать 1 % расстояния между ними. Расстояние между роликоопорами на рабочей ветви должно быть приблизительно равно ширине конвейерной ленты, но не более 1,2 м. Расстояние между роликоопорами на холостой ветви может составлять 2—3 м. Обычно роликоопоры на обеих ветвях располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга. Это основано на неверном представлении о том, что растягивающее усилие одинаково в любом поперечном сечении конвейерной ленты и для нее характерно растяжение, установленное натяжным устройством.
В действительности при длинной нагруженной конвейерной ленте могут быть значительные различия между минимальным и максимальным растягивающими усилиями на ленте и, следовательно, в величине провисания ленты между двумя соседними роликоопорами. Поэтому целесообразно последовательное уменьшение расстояния между роликоопорами в направлении концевой части конвейера, где растягивающее усилие на ленте постоянно возрастает. Таким путем роликоопоры используются более экономично.
Длина конвейерной ленты делится на участки, на которых устанавливается постоянное расстояние между роликоопорами. Этот, принцип проиллюстрируем следующим примером.
Конвейерная лента длиной 300 м разделена на три участка по 100 м. На загрузочной секции при расстоянии между роликоопорами 1 м требуется 100 роликоопор.
В средней части при расстоянии между роликоопорами 1,25 м необходимо 80 роликоопор. На последнем участке расстояние между роликоопорами 1,5 м, поэтому требуется 67 роликоопор. Таким образом, для конвейера длиной 300 м необходимо 247 роликоопор, а среднее расстояние между ними 1,21 м. Если же устанавливать роликоопоры обычным способом, то при расстоянии между ними 1 м потребуется 300 роликоопор. В верхней части ленточного конвейера можно сэкономить 53 роликоопоры без ухудшения надежности оборудования. Такое же правило применимо для роликоопор, устанавливаемых на обратной ветви конвейерной ленты.
Для обеспечения оптимальной опоры для ленты с продуктом в месте его загрузки и поддержания желобообразной формы во избежание просыпания необходимо во всех точках загрузки устанавливать дополнительные роликоопоры. В зависимости от высоты слоя и удара продукта о конвейерную ленту может быть необходимой под точкой загрузки установка роликоопор, поглощающих удар, или противоударной подушки.
Конвейерная лента при сходе ее с неприводного барабана изменяет форму с плоской на желобообразную, а перед подходом к приводному барабану — наоборот, с желобообразной на плоскую, поэтому боковые стороны перемещаются в контакте с роликами больше, чем центральная часть конвейерной ленты.
Следовательно, расстояние между неприводным барабаном, на котором лента плоская, и первой роликоопорой, где она имеет желобообразную форму, и расстояние между последней такой роликоопорой и приводным барабаном должны быть выбраны с учетом того, чтобы избежать растяжения краев ленты.
Для предотвращения этого первые роликоопоры можно сделать с меньшими углами наклона боковых роликов, чем остальных роликов опоры.
Такие «переходные роликоопоры» будут также способствовать предотвращению просыпания продукта в зоне загрузки и разгрузки. Кроме того, неприводной барабан может быть установлен несколько выше, чем центральный ролик первой роликоопоры.
Опорные кронштейны, обычно П-образного сечения, призваны противостоять оказываемому на них давлению. Кроме того, они должны устанавливаться так, чтобы опорный кронштейн можно было регулировать в горизонтальном направлении с целью обеспечения правильного перемещения ленты. Обычно для этого в кронштейне делают пазы.
Ролики желобчатой роликоопоры обычно устанавливаются в пазах для облегчения их замены. Сумма длин роликов в одной роликоопоре должна значительно превышать ширину конвейерной ленты, чтобы обеспечить возможность перемещения ленты в поперечном направлении.
Каждая желобчатая роликоопора создает опасность защемления ленты между роликами в виде складки, особенно если конвейерная лента слишком гибкая. Во избежание этого необходимо тщательно устанавливать зазор между двумя соседними роликами в роликоопоре. Зазор можно также контролировать повторной установкой роликов. Центральный ролик может быть несколько длиннее, чем боковой ролик, с учетом расстояния между ними. Это будет предотвращать защемление ленты между роликами. Помимо этого, применяется метод корректировки потока продукта с помощью саморегулирующихся роликоопор.
Ролики. Эффективность ленточного конвейера в значительной степени зависит от конструкции и типа роликоопор в связи с их относительно большим числом и значительной нагрузкой, которой они подвергаются. Нагрузка на ролик зависит от нагрузки на конвейерную ленту, скорости ленты, шага роликоопор, массы ленты и коэффициента трения.
При проектировании и выборе роликов необходимо учесть ряд показателей. Первое, что надо рассмотреть, — различные детали и основные размеры ролика. Основные детали ролика следующие: стальной корпус, торцевая крышка ролика, внутреннее уплотнительное кольцо, подшипники, фигурное пружинное кольцо, лабиринтное кольцо, вал, противопыльная крышка и наружное уплотнительное кольцо. Основные размеры роликов: длина и диаметр вала и ролика, расстояние между опорами и шлицы для опорной канавки на концах вала.
Высококачественный ролик должен не только выдерживать рабочие нагрузки, на которые он рассчитан, но и защищать свои наиболее важные части — подшипники. Частота вращения ролика может быть очень высокой, и в настоящее время для уменьшения потерь на трение обычно используют шариковые подшипники.
Ролики большего диаметра отличаются большей долговечностью, так как их частота вращения и трение конвейерной ленты по роликам ниже. При выборе диаметра ролика необходимо стремиться к частоте вращения менее 500 мин-1. Статическая и динамическая балансировка должны обеспечить работу роликов при высоких скоростях ленты и отсутствие вибраций, которые могут повредить уплотнения и подшипники.
Корпус ролика должен оказывать сопротивление деформации и износу. Любая нагрузка на конвейерную ленту действует непосредственно на корпус ролика и передается через подшипники на опору вала. Корпус ролика обычно изготовляют из калиброванной стальной трубы. Толщина корпуса важна с точки зрения износа и ремонта; она обычно равна 2—4 мм. Оба края стальной трубы должны быть подвергнуты механической обработке в соответствии со стандартом.
Подшипники монтируют на концах этого цилиндрического корпуса, а вал пропускают через подшипники. Корпус и подшипники должны вращаться соосно. В основном используют стандартные радиальные подшипники, рассчитанные на непрерывное использование при рабочих нагрузках, для которых они предназначены. Они смазываются один раз за весь срок службы и обычно не требуют обслуживания.
Вал ролика изготовляют из высококачественной стали с рабочими поверхностями, гарантирующими надлежащую подгонку и вращение подшипников на валу. Более тяжелые валы применяют только в том случае, если этого требует нагрузка. Концы вала выходят за пределы подшипника, что необходимо для крепления вала в пазах кронштейна.
Торцевая крышка ролика служит корпусом для подшипника и уплотнения. Она изготовляется методом холодной штамповки из листовой стали и отделывается в соответствии со стандартами ИСО. Корпус ролика и его торцевая крышка должны быть тщательно и прочно сварены вместе и отбалансированы.
Уплотнение должно удерживать смазку от вытекания и предотвращать попадание в подшипник пыли. Уплотнение состоит из ряда элементов, функционирующих совместно. Все внутренние элементы должны иметь антикоррозионную защиту. Наружное уплотнительное кольцо изготовляют из материала, не подвергающегося старению, и жестко расклинивают относительно вала и наружной крышки. Непосредственно под этой стальной крышкой установлено пластмассовое лабиринтное уплотнение, которое препятствует проникновению пыли, влаги и газов, способных снизить срок службы подшипника. Свободное пространство заполняют специальной смазкой, которая устойчива к разложению под влиянием температуры, окисления, коррозии и срока службы. Внутреннее уплотняющее кольцо между подшипником и корпусом должно препятствовать выходу смазки наружу, так чтобы гарантировалась постоянная смазка в течение всего срока службы ролика.